为何有的飞机在天空飞过会留下长龙般的云彩

人们常常在晴朗的天空中看到飞机在高空飞行时,机身后边会出现一条长长的“云带”。其实,这不是飞机(喷气式)喷出来的烟,而是飞机发动机排出来的废气与周围环境空气混合后,水汽凝结而成的特殊云彩,航空气象学上称之为飞机尾迹,也叫“尾迹云”、“机尾云”,也就是人们俗称的“飞机拉烟”。小时候很喜欢看飞机,可经常错过,等奶奶喊我出来看时,就只剩下了白白的尾巴,它们潇洒不羁,绵延万里。

那条白色尾巴,不是白烟,而是云。

人们习惯地称它为“飞机拉烟”。这不是喷气式飞机喷出来的烟,而是飞机排出来的废气与周围环境空气混合后,水汽凝结而成的特殊云系。你知道它是怎么形成的吗?


飞机在飞行时需要消耗大量的燃料,它产生的水汽和部分热量随废气排出飞机体外,与周围环境空气混合而形成凝结尾迹。当增湿效应占优势并超过某给定的临界值时,就会有凝结尾迹形成。


环境空气温度高时是不利于凝结尾迹的形成的,只有当环 境温度相当低(通常在零下40摄氏度以下)时,才有可能出现飞机凝结尾迹。

飞机尾迹高度的季节变化不很明显,总的说来,冬半年出现的次数多于夏半年。尾迹层的厚度平均在1—2公里,下限高度冬季最低,夏季最高。在较厚的飞机凝结 尾迹中,不同高度上形成的尾迹长度和浓度也是不一样的。底部出较短而浓度较淡,向上逐渐加长变浓,越往上淡了。

并不是所有的飞机在任何条件下都能制造出这种尾迹云。据有关资料表明,只有当喷气式飞机在空气温度-41℃~-60℃的大气层中飞行时,且空气湿度接近或达到饱和,同时大气比较稳定时,才能产生尾迹云。一般来说在7000米~10000米的高度上飞机容易形成尾迹云,超过这个范围,飞机就不会产生“拉烟”现象了按成因,飞机尾迹可分成废气尾迹、空气动力尾迹和对流性尾迹。废气尾迹又可分为废气凝结尾迹和废气蒸发尾迹。其中,人们最常见的是废气凝结尾迹,也就是本文重点讨论的飞机凝结尾迹。 飞机飞行时消耗大量的燃料,所产生的水汽和部分热量随废气排出飞机体外,进入大气层,并与周围环境空气迅速混合而形成凝结尾迹。它的形成过程与人们常见的地面上的露水、霜和空中的云不同。飞机在高空飞行时排出的废气与环境空气相混,此混合气体的饱和程度取决于热量与水汽增量两者的净效应。当增湿效应占优势并超过某给定的临界值时,就会有凝结尾迹形成;当增热效应占优势时,则不会发生凝结现象,也就不会出现凝结尾迹。由于废气的增热与增湿效应是一定的,所以,此混合气体中究竟会不会出现凝结现象,将取决于环境空气自身的温度、湿度和大气压力。简而言之,环境空气温度高时是不利于凝结尾迹的形成的,只有当环境温度相当低(通常在-40℃以下)时,才有可能出现飞机凝结尾迹。据有关资料表明,出现飞机尾迹时,空气温度多在-41℃~-60℃,约占出现飞机尾迹的86%,如果空中温度高于-40℃或低于-60℃,一般很少会出现飞机尾迹现象。 飞机尾迹高度的季节变化不很明显,总的说来,冬半年出现的次数多于夏半年。尾迹层的厚度平均在1~2千米,下限高度冬季最低,夏季最高。在较厚的飞机凝结尾迹中,不同高度上形成的尾迹长度和浓度也是不一样的。通常在它的底部出现是长度较短而浓度较淡的尾迹,向上逐渐加长变浓,待达到一定高度后,再往上,又变成了断断续续色调浅淡的尾迹。 飞机尾迹在军事上有着重要价值,自近代以来,历来为各国军事家所重视。喷气式作战飞机在合适的高度上飞行最容易出现飞机尾迹。在航空作战中,飞机尾迹的出现很容易暴露飞机航迹和位置,为了避免暴露目标,就必须弄清飞机尾迹出现的高度层,选择脱离飞机尾迹的飞行高度,才能达到隐蔽自己的目的。

飞机飞过天空后留下的长云称之为“尾迹云”,这种“尾迹云”诞生是有条件的,并不是所有飞机、所有高度都能诞生“尾迹云”,且“尾迹云”的产生受温度、湿度的影响非常大,秋季、冬季诞生的概率要稍微大于夏季。为何有的飞机在天空飞过会留下长龙般的云彩图1“尾迹云”主要是喷气式飞机形成的,原因是飞机在飞行过程中,发动机充分燃烧汽油会不断排出二氧化碳、水分、热量等进入大气层。本身大气层当中就存在大量的水分子,这些水分子一般呈现透明状态,肉眼发现不了,但是当这些水分子遇到发动机燃烧排出的热水分子,就会发生物理变化,混合形成白色雾化状态,也就是我们所看到的飞机“拉烟”。为何有的飞机在天空飞过会留下长龙般的云彩图2当然“尾迹云”的产生有高度、湿度的条件限制,一般飞机处在七千米到一万米的高空时,最容易产生“尾迹云”,这是因为处在此高度的大气层比较稳定,空气湿度趋向于饱和状态,只要稍微有外在辅助加热条件,就会有类似“雾化”的现象。我们可以想一下水在沸腾时产生的蒸汽也是白色的,虽然飞机发动机不能让大气中的水分子沸腾,但高空中的温度非常低,产生的冷热温差巨大,所以“尾迹云”也受温度影响。为何有的飞机在天空飞过会留下长龙般的云彩图3整体上,在零下四十度到零下六十度的大气环境里更容易产生,冬季万米高空的大气层基本就是这个温度区间。之前很多视频都在拍摄东北寒冷天气下泼热水,产生大量雾化气体,其实这与“尾迹云”有相似之处,温度够低的情况下热水才能迅速产生“雾化”效果。另外在冬季的户外,我们口部向外“哈气”看到的是白色,而夏季无论怎样“哈气”,都看不到颜色,这都是冷热物理效应导致的,与“尾迹云”原理都类似。为何有的飞机在天空飞过会留下长龙般的云彩图4欢迎点击关注,留言一起探讨。

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